e-ISSN : 2715-5064

## PERANCANGAN SIMULASI PENDINGIN OTOMATIS PANEL SURYA MENGGUNAKAN SENSOR DHT11 BERBASIS ARDUINO UNO
Wisnu Yusuf Prasetyo 1 , Lela Nurpulaela 2
1,2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang
1,2 Jln. H.S. Ronggowaluyo, Puseurjaya, Kec. Telukjambe Timur, Kabupaten Karawang, Jawa Barat, 43161, Indonesia email: 1 wisnu.yusuf18155@student.unsika.ac.id, 2 lela.nurpulaela@ft.unsika.ac.id
Abstract   Solar  panels  have  factors  that  can  affect  the  voltage they  produce,  especially  the  temperature  factor  on  the  solar panels. The ability of the voltage generated by the solar panel has a  limit  based  on  the  maximum  temperature  depending  on  the specifications of the type of solar panel, which if the temperature exceeds  the  limit  of  the  solar  panel  capability,  the  ability  and effectiveness of the electricity to be generated will decrease. So a simulation of the solar panel automatic cooling system was made using  a  pump  with  input  data  from  DHT11  based  on  Arduino Uno. The method for this research is to make a simulation using electromagnetic relays as an automatic performance for Arduino Uno-based pumps with input data coming from DHT11, referring to  DHT11  which  has  been  installed  on  the  solar  panel,  and  the pump will stop automatically when the temperature of the solar panel  has  dropped  accordingly. with  minimal  temperature.  The purpose  of  this  simulation  is  to  stabilize  the  temperature,  clean the solar panels from leaves or dust, and avoid burning the cells inside the solar panels.
Keywords :  Solar panels, Simulation, Temperature Sensors, Relays, Pumps, Arduino Uno.
Abstrak − Panel surya memiliki faktor yang dapat mempengaruhi tegangan  yang  dihasilkannya,  terutama  faktor  suhu  pada  panel surya.  Kemampuan  tegangan  yang  dihasilkan  panel  surya memiliki  batas  kemampuan  berdasarkan  suhu  maksimum tergantung spesifikasi jenis panel suryanya, yang dimana apabila suhu  telah  melebihi  batas  kemampuan  panel  surya  maka  dapat mengalami  penurunan  kemampuan  dan  efektivitas  listrik  yang akan  dihasilkan.  Maka  dibuatlah  simulasi  sistem  pendingin otomatis  panel  surya  menggunakan  pompa  dengan  data  input dari  DHT11  berbasis  arduino  uno.  Metode  untuk  penelitian  ini yaitu membuat simulasi dengan memanfaatkan elektromagnetik pada  relay  sebagai  kinerja  otomatis  untuk  pompa  berbasis arduino  uno  dengan  input  data  berasal  dari  DHT11,  dengan beracuan  pada  DHT11  yang  sudah  dipasang  pada  panel  surya, dan pompa akan berhenti otomatis ketika suhu panel surya sudah turun sesuai dengan suhu minimal. Tujuan dibuatnya simulasi ini untuk menstabilkan suhu, membersihkan panel surya dari daun atau  debu,  dan  menghindari  terbakarnya  sel  yang  ada  didalam panel surya.
Kata Kunci : Panel surya,, Simulasi, Sensor  Suhu, Relay, Pompa, Arduino Uno.

## I. PENDAHULUAN
Panel  surya  adalah  sebuah  alat  yang  berfungsi  untuk mengubah  energi  cahaya  matahari  menjadi  energi  listrik. Dalam  penelitian  sebelumnya  disebutkan  bahwa  perubahan jumlah  cahaya  matahari  yang  diserap  oleh  panel  surya mempengaruhi  listrik  yang  dihasilkannya,jika  jumlah  cahaya matahari  rendah,  daya  listrik  yang  dihasilkan  akan  rendah sedangkan  jika  jumlah  cahaya  matahari  tinggi,  daya  listrik yang dihasilkan tinggi.[1]
Namun  juga  terdapat  beberapa  faktor  yang  dapat
mempengaruhi  listrik  yang  dihasilkan  panel  surya,  sehingga kinerja  panel  surya  kurang  optimal.  Salah  satu  faktornya adalah pengaruh suhu atau temperature pada permukaan panel surya. Temperatur permukaan panel surya sangat berpengaruh terhadap efisiensi yang dihasilkan dari panel surya yang artinya semakin  rendah  suhu  permukaan,  maka  efisiensi  Pv  akan semakin meningkat begitupun sebaliknya.[2]
Untuk  mengatasi  faktor  suhu  atau  temperature  pada permukaan panel surya, maka diperlukan pompa otomatis yang dihubungkan  dengan  mikrokontroller  Arduino  uno  untuk menstabilkan suhu permukaan panel surya. Dengan teknologi perangkat  lunak  saat  ini,  memungkinkan  untuk  membuat simulasi proses penstabil suhu menggunakan perangkat lunak. Software  ini  hanya  digunakan  untuk  membuat  model,  desain skematik  pompa otomatis dan dapat  disimulasikan rangkaian skematik yang sudah dibuat didalam perangkat lunak ini
II. PENELITIAN YANG TERKAIT Penelitian ini didasari oleh penelitian sebelumnya, dengan studi  pemilihan  sistem  pendingin  panel  surya  menggunakan water  cooler,  air  mineral  dan  air  laut.  Dalam  penelitiannya, mencari jenis air terbaik untuk menjadi pendingin permukaan panel surya, dengan metode mengisi bak yang berisi dari ketiga jenis air yang akan dipilih. Lalu panel surya dimasukkan atau direndam  didalam  bak  yang  berisi  tiga  jenis  air  yang berbeda.[3]
Penelitian  sebelumnya  yang  lain,  menggunakan  system pendingin  berbentuk  tubular  cooler  dengan  solar  simulator untuk menguji daya keluaran panel surya. Dalam penelitian ini merancang  sebuah  sistem  pendingin  yang  memanfaatkan fluida dengan bentuk tubuler cooler.[4]
Penelitian  sebelumnya  yang  lain,  menggunakan  sistem cooling tower dengan metode fuzzy logic. Dalam penelitiannya bertujuan  untuk  memaksimalkan  efisiensi  panel  surya  dalam menghasilkan  listrik  bila  terlalu  panas  atau  melebihi  batas efektifitasnya.[5]
Dari beberapa referensi yang telah disebutkan, penulis akan mengembangkan  alat  pendingin  panel  surya  dengan menggunakan pompa air celup dc otomatis yang akan dikontrol oleh  mikrokontroller  sebagai  pengolah  kerja  relay  melalui simulasi software atau perangkat lunak.

## III. METODE PENELITIAN
Agar penelitian ini dapat terarah, maka dilakukan beberapa pembuatan  desain  skematik,  simulasi  dan  flowchart  sistem pompa A. Diagram Alir Pembuatan Skematik dan Simulasi
Diagram  alir  yang  digunakan  untuk  mendesain  skematik dan mensimulasikannya.
e-ISSN : 2715-5064
Gambar 1. Diagram alir pembuatan skematik dan simulasi .
Seperti pada gambar 1. Penulis membuat diagram alir dari pembuatan skematik dan simulasi ke dalam software simulasi yang  sudah  terinstall  di  pc  atau  laptop.  Agar  dapat  terlihat susunan  yang  dilakukan  oleh  penulis  dari  membuat  desain skematik  hingga  simulasi  berjalan  pada  software  yang digunakan.

## B. Desain Skematik Rangkaian
Sebelum mengimplementasikan langsung setiap komponen ke dalam rangkaian alat yang akan dibuat, penulis membuat simulasi. Dibawah ini merupakan desain skematik.

## Gambar 2. Desain skematik rangkaian
Desain skematik yang sudah dibuat seperti pada gambar 2. Perlu  dimasukkan  file  program  berformat  .hex  dari  program yang  telah  dibuat  ke  dalam  komponen  mikrokontroller  yang ada.  Jika  mikrokontrollernya  tidak  dimasukkan  program simulasi  tidak  akan  berjalan  dan  akan  mendapatkan  pesan untuk memasukkan kode program dari software simulasinya.

## C. Flowchart Sistem Pompa
Di  bawah  ini  merupakan  bentuk  flowchart  sistem
pompa yang dibuat.

## Gambar 3. Flowchart sistem pompa
Di  bagian  flowchart  pada  gambar  3  Merupakan  bentuk flowchart dari sistem pompa otomatis yang digunakan. DHT11 akan membaca suhu pada panel surya sampai batas maksimal yang  sudah  ditentukan  didalam  program  yang  sudah  dibuat. Ketika  suhu  sudah  mencapai  batas  maksimal  maka mikrokontroller  arduino  uno  akan  men  trigger  relay  untuk mengaktifkan pompa, selama pompa dalam kondisi on suhu akan terus turun sampai batas minimal dan arduino uno akan memutus aliran tegangan ke relay yang akan membuat pompa menjadi kondisi off.

## Import komponen
library Input komponen Pindahkan komponen ke schematic capture Wiring Input program Arduino Uno Simulasi MULAI DHT11 mengirim data Data diproses arduino uno Suhu mencapai batas maksimal Pompa ON Suhu mencapai batas minimal Pompa OFF SELESAI Tidak Ya Tidak Ya
e-ISSN : 2715-5064
Gambar 4. Flowchart  sensor DHT11
Gambar  4  merupakan  bentuk  flowchart  sensor  DHT11, sensor  DHT11  ini  menjadi  input  data  paling  penting  untuk penggunaan  pompa  otomatis  yang  digunakan.  Jika  sensor DHT11 ini tidak membaca atau error maka arduino uno tidak dapat  mengolah  data  yang  dikirimkan  DHT11  yang  akan membuat pompa tidak akan bekerja.

## E. Program yang digunakan

## Gambar 5. Program yang digunakan untuk Arduino Uno
Pembuatan program digunakan sebagai data logika yang akan dimasukkan ke dalam arduino uno, yang akan mengolah kapan kondisi penghantar relay berpindah dan kondisi pompa dalam keadaan hidup atau mati, berdasarkan pembacaan input nilai suhu sensor DHT11.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Simulasi  Pada  Saat  Suhu  Belum  Mencapai  Batas Maksimal
Gambar 6. Kondisi suhu belum mencapai batas maksimal
Pada gambar   menunjukkan posisi relay yang berada pada port NO (Normally Open) tidak terhubung dengan port COM yang  ada  pada  relay,  dikarenakan  relay  tidak  mendapatkan trigger dari arduino sedangkan perintah trigger untuk arduino didapatkan  ketika  sensor  DHT11  sudah  membaca  nilai  suhu batas  maksimal  yang  sudah  ditentukan  pada  program  yang dibuat.  Selama  nilai  suhu  belum  mencapai  batas  maksimal, arduino tidak akan memberikan trigger ke relay.
Gambar 7. Kondisi suhu belum mencapai batas maksimal dan kondisi relay masih dalam keadaan NC
Pada  gambar  7  yang  diberi  penanda  panah  merupakan kondisi relay  yang belum ter trigger oleh arduino uno masih dalam  kondisi  berada  di  port  NC,  dikarenakan  suhu  yang terbaca oleh sensor DHT11 belum mencapai batas maksimal.
Dalam  kondisi  ini  pompa  masih  dalam  keadaan  OFF, dikarenakan penghantar  relay masih berada di  port NC  yang tidak terhubung ke pompa.
MULAI DHT11 membaca nilai suhu DHT11 Mengirim nilai suhu yang di dapat Data diterima Arduino Uno Arduino Uno mengolah data suhu yang didapat SELESAI
e-ISSN : 2715-5064

## Gambar 8. Suhu sudah mencapai batas maksimal.
Ketika suhu sudah mencapai batas maksimal prinsip kerja relay  yang  menggunakan  elektromagnetik  akan  menarik penghantar  relay  yang  awalnya  pada  posisi  NC  (Normally Close)  berubah  menjadi  NO  (Normally  Open),  disini  pula pompa  akan  otomatis  menyala  karna  relay  pada  port  NO mendapatkan arus dari penghantar yang berubah. Relay dapat ter-trigger karna dapat tegangan input dari proses olahan data yang ada pada  mikrokontroller arduino uno yang didapat dari input data sensor suhu DHT11. Proses pemindahan penghantar dari NC menjadi NO ada di gambar  7 dan gambar 9.
Gambar 9. Kondisi suhu sudah mencapai batas maksimal dan kondisi relay sudah dalam keadaan NO
Pada gambar 9 yang diberi penanda panah merupakan kondisi relay yang sudah ter trigger oleh arduino uno berpindah ke  port  NO  ,  dikarenakan  suhu  yang  terbaca  oleh  sensor DHT11 sudah mencapai batas maksimal.
Setelah  penghantar  relay  mengalami  perpindahan menjadi  NO,  maka  otomatis  pompa  akan  mendapatkan tegangan yang menjadikan pompa dalam kondisi ON.
C. Data  Kondisi Relay dan Sensor DHT11 terhadap Pompa
Hasil data yang diperoleh dari simulasi software :
Tabel 1. Kondisi relay terhadap pompa berdasarkan DHT11
pada  tabel  1  merupakan  kondisi  dimana  suhu  belum maupun  sudah  mencapai  batas  maksimal  yang  sudah ditentukan di dalam program pada gambar 5.
Kondisi relay yang ter trigger dengan berpindah dari NC (Normally Close) maupun NO (Normally Open) otomatis akan mempengaruhi  kondisi  pompa  dalam  keadaan  ON  atau  OFF sesuai skematik pemasangan pompa yang berada pada pin NO (Normally Open) pada relay.
V. KESIMPULAN
 Simulasi  menggunakan  software  dengan  media  pompa dapat dilakukan secara otomatis.
 Terhindar dari burn in atau terbakarnya sel surya yang ada didalam panel surya
 Dapat membersihkan debu dan kotoran diatas panel surya dari hasil penyiraman otomatis
 Pemilihan kapasitas pompa dapat disesuaikan berdasarkan ukuran panel surya pengguna.
 Data  yang  dihasilkan  dan  keadaan  sistem  pompa  ketika dalam  kondisi  ON  atau  OFF  belum  bisa  dimonitoring menggunakan aplikasi yang terkoneksi dengan internet.
 Menambahkan  desain  pipa  untuk  perputaran  air  yang mengalir dibuat se-efisien mungkin.
 Menggunakan pompa dc dengan kapasitas kecil saja agar lebih efisien penggunaan daya yang digunakan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan rasa berterimakasih kepada :
 Kedua orang tua yang sudah mendukung pembuatan jurnal ini
 Dosen pengampu  yang sudah membimbing perancangan simulasi otomatis pendingin panel surya ini.
 Kepada  teman  dekat  yang  sudah  memberikan  sebagian referensi dari simulasi ini
V. SUHU ℃ KONDISI RELAY KONDISI POMPA 36 NORMALLY CLOSE OFF 37 NORMALLY CLOSE OFF 38 NORMALLY OPEN ON 37 NORMALLY OPEN ON 36 NORMALLY OPEN ON 35 NORMALLY CLOSE OFF 34 NORMALLY CLOSE OFF
e-ISSN : 2715-5064

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Aprilyo,  Jemmi. Pembangunan  Sistem  Pemantauan  Dan  Pelacakan Cahaya  Matahari  Pada  Panel  Surya  Berbasis  Iot.  Diss.  Universitas Komputer Indonesia, 2018.
[2] Harahap,  Partaonan.  "Pengaruh  temperatur  permukaan  panel  surya terhadap  daya  yang  dihasilkan  dari  berbagai  jenis  sel  surya." RELE (Rekayasa Elektrikal dan Energi): Jurnal Teknik Elektro 2.2 (2020): 73-
80.
[3] Almanda, Deni, and Doddy Bhaskara. "Studi pemilihan sistem pendingin pada  panel  surya  menggunakan  water  cooler,  air  mineral  dan  air laut." RESISTOR  (elektRonika  kEndali  telekomunikaSI  tenaga  liSTrik kOmputeR) 1.2 (2018): 43-52.
[4] Marausna, Gaguk. "PENGUJIAN SISTEM PENDINGIN PANEL SURYA
BERBENTUK TUBULAR COOLER DENGAN SOLAR SIMULATOR UNTUK  MENGUJI  DAYA  KELUARAN  PANEL  SURYA." Teknika STTKD: Jurnal Teknik, Elektronik, Engine 7.1 (2021): 10-16.
[5] Loegimin,  Maruto  Swatara,  et  al.  "Sistem  pendinginan  air  untuk  panel surya dengan metode fuzzy logic." Jurnal Integrasi 12.1 (2020): 21-30.